Ülitillukesed osakesed

Angela Ivask: nanoosakeste omadustest, näitlikult
Nanoosakesed on nii väikesed, et neid palja silma ega valgusmikroskoobiga näha ei ole võimalik. Nende uurimiseks kasutatakse elekronmikroskoopiat ja teravikmikroskoopiat. Nanoosakeste määratlemisel on kõige olulisem nende suurus, nad võivad olla looduslikud või inimeste poolt toodetud osakesed, kuid oluline on, et nende üks mõõde oleks alla saja nanomeetri. „Nano määravad ära peamiselt tema mõõtmed, see tähendab, et tema mõõtmed on nanomeetri skaalas ja nanomeeter on üks miljardik meetrit. Ehk, kui niiöelda suuremates skaalades mõelda, siis see on vähemalt 1000 korda, isegi 100 000 korda väiksem kui juuksekarva läbimõõt,“ ütleb Angela Ivask.

Nanotehnoloogia kiire arengu tulemusena on mõningate nanoosakeste (TiO2, ZnO, süsinik-nanotorud, trükimust carbon black) tootmine suurenenud juba tööstuslike mahtudeni, mistõttu oodatakse teadlastelt uusi meetodeid, kuidas kiiremini ja rohkem nanoosakesi toota.

Kuidas nanoosakesi tehakse?

Angela Ivask: kasutusse jõudnud nanoosakestest
„Nanoosakesi võib suhteliselt lihtsalt valmistada, segades kokku siis erinevaid kemikaale ja kasutades siis lihtsalt temperatuuri ja rõhku, nagu siin meie laboris tehakse,“ ütleb Angela Ivask.

Nanokiudude valmistamise tavalisim meetod on elektrokerimine või pikkade nanokiudude kimpude eraldamiseks kõrgepingelise voolulaengu juhtimine polümeervedeliku tilka. Kuigi elektrokerimine on efektiivne, on meetod raskesti kontrollitav ning väikese tootlikkusega.

Harvardi Ülikooli bioinsenerid on aga välja töötanud ülikiire tsentrifuugi ning suhkruvatimasina ristsugutiseks nimetatava praktilise tehnoloogia nanokiudude valmistamiseks, mis muudab nanokiudude tootmise hulka kergemaks. Tehnoloogia autor Mohammad Reza Badrossamay võrdleb leiutist tahtlikult laadaplatsil müüdava suhkruvati valmistamise masinaga, sest tema laboris leiutatud seade sõna otseses mõttes keerutab, venitab ja tõukab pöörlevat trumlit ja düüsi kasutades väljapoole 100-nanomeetriseid polümeeripõhiseid kiude. 

Angela Ivask näitab laboris kasutatavate nanoosakeste näidiseid, demonstreerib vedelikku hülgava nanokattega kitlit ning räägib nanoosakeste valmistamisest
Kerides venib materjal sarnaselt sulatatud suhkrule, misjärel see kuivab õhukesteks, siidisteks ribadeks. Täpselt nagu suhkruvati masinas väljutatakse nanokiud hüdrostaatilise ja tsentrifugaalrõhu kombinatsiooni tulemusel läbi düüsi. Tulemuseks saadav hunnik kiude moodustab 10-sentimeetrise diameetriga sõõriku kuju.

  • Toetajad

    ESF TeaMe Archimedes      Haridus- ja Teadusministeerium